Анатомия на пневматичния изстрел.

братушка

Редовен Потребител
Открих интересна статийка:

Анатомия пневматического выстрела.

В нея няма нищо ново, но ми хареса, че авторът събра в един текст описание на целия процес на изстрела с прост и разбираем език.
Мисля, че ще е много полезно за начинаещи. След прочитане те сами ще си отговорят на доста въпроси.

Ще я преведа в близко време. А засега само флешката, щракате по сините копчета и наблюдавате процеса в движение:
[flash=200,200]http://talks.guns.ru/forums/icons/forum_pictures/001652/1652313.swf[/flash]


А ето го и превода:
***********************************************************************
Темата е изключително теоретическа, интересен е самият физичен модел и механичните аспекти, влияещи на негова реализация.
Това дори е по-скоро един размисъл на тема: процеси при един изстрел с пневматична пушка и фактори, които дават отражение върху тях.
Да започнем.

Първо ще опиша физични аспекти.

Имаме исправна и оптимално нагласена пружинно-бутална пушка с взведена пружина и бутало, фиксирано със зъба на шепталото.
Кутшумът в цевта затваря определен обем въздух в цилиндъра на пушката.
Температурата на всичките железори и въздуха е 15 градуса по Целсий.

Тъй като целта на нашия изстрел е да се изкара максимална начална скорост на куршума (НСК) на изхода на цевта ще се договорим, че казвайки "енергия" ще подразбираме НСК.
Всякакви загуби на енергия в процеса на изстрела означават загуба в НСК.

Натискаме спусъка по всички правила на стрелковата наука. В някакъв момент той се разкача със шепталото, което от своя страна освобождава буталото.
Потеглих ме.

1. Пружина започва да бута буталото и го засилва.
Потенциална енергия, натрупана в пружината, започва с различни загуби да се преобразува в кинетическа енергия на буталото. В края на своя ход буталото ще има скорост около 20м/с.

Загуби: преодоляване на триенето и инерция на покоя на масата на буталото със всичките чарколяци вътре в него, в това число и инерция на покоя на масата на самата пружина, триене на самата пружина и загуби за загряване на въздуха при негово свиване. Ето защо е толкова важна добра обработка на краища на пружината - позволява да се намалят загуби при триене и да се улеснят условия на работа на самата пружина.

2. Буталото започва да свива първоначалния обем на въздуха (ОВ). Вътре в копресора много бързо, почти мигновено, се образува високо налягане и температура. Те се запазват докато куршумът не напусне цевта.
Ако в цилиндъра има някакво запалимо вещество (б.п.: например смазка) то ще се възпламени взривообразно. Такъв микровзрив ще осигури прираст на налягане с около 25-30%, обаче може да увреди маншета на буталото или дори пружината.
Докато буталото изминава 9/10 от пътя си към предната стена на цилиндъра със куршума нищо не се случва. Между бутало и куршума се образува въздушна възглавница (ВВ) от сгъстен въздух.

3. Силата на налягането преодолява твърдоста на полата на чашката и инерция на покоя на маса на куршума, куршумът "отлепва" и започва да се движи по цевта.
Налягането на "отлепване" на куршума варира от 3 до 15 атмосфери в зависимост от твърдоста на куршума и конструкция на "леглото" за него.
Колкото е по-голямо налягането на "отлепване", толкова повече енергия може да получи куршумът при засилването през цевта, но толкова повече ще бъдат и загубите на енергия от триене.

4. Енергия на сгъстения ОВ започва да се преобразува в кинетическа енергия на куршума при неговото засилване, пак със загуби.

5. Налягането продължава да расте тъй като буталото все още продължава да стиска ВВ и все още не е достигнало предната точка на своето движение, а съотношение на обемите на вече изминали от куршума няколко сантиметра и затворен в цилиндъра ОВ все още не е голямо.

6. Куршумът измина по цевта около 5см, ОВ в цилиндъра достига максимума на налягане (МН). Кинетичната енергия на буталото, със загуби, се е преобразовала в енергия на свит ОВ. В този момент налягането в цилиндъра достига 120-200 атмосфери.
Налягането вече няма да се повишава (дори малко намалява поради отскачането на бутало от ВВ), но колкото по-голям беше първоначален ОВ (несвит ОВ), толкова по-дълго МН ще действа върху куршума засилвайки го.

Тук особа роля придобива преходния отвор (ПО), кой бил дремал досега.
Обикновено неговият диаметър е по-малък от калибъра. Така е направно от една страна за да не пропадне куршумът в цилиндъра, а от друга той се явява и като регулировъчен фактор. От диаметъра на ПО зависи колко бързо ще се образува МН и колко дълго то ще се задържи.
Колкото по-голям е ПО, толкова по-късно ще се достигне до МН и толкова по-бързо то ще изтече в цевта. Значи засилването на куршума ще започне по-късно и ще приключи по-рано.
Ако ПО се направи прекалено малък, то МН ще бъде достигнато по-рано, ще продължи повече време, но самото засилване няма да е достатъчно бързо и силно.

Пушки с малък ход на буталото (по-малко от 100мм) и неголям обем на цилиндъра енергетически по-неизгодни от гледна точка на засилване ка куршума отколкото пушки с по-голям ход на буталото при същият диаметър на цилиндъра.
Също така несполучливи по енергетика и НСК ще бъдат пушки с по-голям диаметър на буталото, демек с по-голям обем, но по-малък ход на буталото.

7. След създаване на максимална компресия буталото се удря в ВВ, започва се неговото забавяне и отскок назад. В този момент на него въздейства усилие от около една тона, а забавянето на бутало се измерва в стотици g.
Движението на бутало назад не е голямо, но предизвиква осезаема декомпресия на свит ОВ, с други думи загуба на компресия, и намалява енергия натрупана в сгъстения ОВ, а следователно и засилване на куршума се влошава.
Колкото по-голям е диаметърът на буталото, толкова е по-голяма е силата хвърляща буталото назад, и толкова по-пагубно се отразява отскока на засилването на куршума.

Именно в този момент на спирането на буталото от ВВ и началото на отскока назад и се образува "предното ритане", с което е прочута бутална пневматика по класическа схема.

Ако маншетът е прогорен от възпламенената смазка, то забавянето на бутало не се получава и той с голяма сила ще удари предната стена на цилиндъра. Това може да предизвика увреждане на оптическия мерник, установен върху пушката.

7.1 В този момент под въздействие на налягането, създадено от буталото, куршумът измина около 7см по цевта като придоби около 60% от скоростта и 40% от дулна енергия.

8. От момента на започване на отскачане на буталото от ВВ до момента, когато куршумър напуска цевта минават приблизително 50 микросекунди.

1 микросекунда = 1/10 000 секунда
1 милисекунда = 1/1000 секунда

По разчетите на W.S.Woodward за 10 микросекунди куршумът изминава приблизително 25мм в цевта.
Оттук произтича, че оптимална дължина на цевта на of average airgun може да бъде 125мм без съществена загуба на НСК.
Което е съмнително.
(б.п.: тези разчети са правени за пружинна пушка в калибър 4,5мм с енергетика от порядъка на 12-16Дж)

Целия изстрел от започване на движение на буталото до напускане на цевта от куршума отнема по време само 8 милисекунди - ХИЛЯДНИ части от секундата!
Само се замислете върху тази величина!

Автор на флешката е W.S.Woodward. За която разбира се му благодарим.
*********************************************************************
 

shooter

Потребител
Това ми хареса

Перествол на LW - апгрейд. Замена пружины на более мощную (в разумных пределах) и сопутствующие етому упражнения с перепуском/поршнем - оптимизация.

Мене друго ме интересува

дали описания процес е същия и при газовата пружина, доколкото при нея силата при разгъване се запазва значително в сравнение с телената
 

братушка

Редовен Потребител
При ГП процеса е същият. Малко се променят във времето фазите, но принципа не се променя.
Дори на флешката конкретни цифри, дадени за време, са валидни за някоя конкретна пушка с конкретна енергетика. Някоя друга пушка може да има по-различни цифрички, но принципът си остава.
 
A

Anonymous

Гост
Именно таймингът и фазите във времето може да се окажат препъни-камък.
На флашката е идеалният вариант - чашката излита от цевта преди буталото да удари дъното на цилиндъра, т.е. откатът изостава след изстрела. Ако това не се получи, точността рязко ще спадне.
 

luft9waffe

Редовен Потребител
моето мнение е ,че няма начин чашката да напусне цевта преди удара на буталото в дъното на цилиндъра.братушка беше пуснал клип от ю-туба с хв90-чашката излизаше не само след удара,но и след първите 1-2 набананвания на цевта породени от вибрациите,които са следствие от този удар.
 

братушка

Редовен Потребител
...чашката излита от цевта преди буталото да удари дъното на цилиндъра, т.е. откатът изостава след изстрела....
Ритането на пушката идва не от удара на бутало в дъното на цилиндъра, а от отскачането на бутало от въздушна възглавница.

Учете руски или изчакайте още малко за превода :)



Промених първия пост - добавих превода.
 

rivan

Редовен Потребител
Имаме исправна и оптимално нагласена пружинно-бутална пушка
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Ако вече сте го постигнали-поздравления,вече знаете много за ПП!Ако обаче сте сменили пружината с много по-мощна,а се е увеличил само отката,скоростта е нарастнала незначително,а групата никаква я няма - тогава това може да даде отговор на повечето ви въпроси:

http://talks.guns.ru/forummessage/24/254405.html
 

Иван Димов

Потребител
Според мен,при пушка с ГП,отскачането на буталото,което отнема част от налягането,ако не липсва напълно,то поне е по-незначително,от това при телена пружина.Все пак,при ГП,при разгънато състояние,има постоянен натиск от 100 и повече атмисфери.Докато при телената пружина,в разгънато състояние,натиска е значително по- малък.От което следва,че и загубата на налягането при изстрел,ще е по-малка.
 

luft9waffe

Редовен Потребител
shooter написа:
Иван Димов
е казал това което и аз си мислех
и аз смятам така,но само за гп-та от амортисьорен тип.при старите теобенски гасрамове,какъвто имам,поведението ще бъде по-близко до това на стоманената пружина,въпреки зверския утежнител на буталото.то и затова новите theoben HE(high efficiency)gas rams са вече от типа на самоделните
 
A

Anonymous

Гост
ех да се таковам у главата проста,що не прочетох по -рано това ,ами разпробих преходния отвор на 5.1мм :eek: :'(
на 10 метра десет изтрела се събират в банкнота от 5 лв....
мамкаму ,ще нарежа резба на преходния отвор М6 и ще сложа болт с разпробит
отвор Ф3 мм ,да се надявам че ще почне пак да стреля точно......
 

rivan

Редовен Потребител
Разпробий на 6 мм.,направи при стругар бронзова втулка - външно 5,95,вътрешно 3 и я набий в отверстието и това е всичко.Може да полираш отвътре и да направиш фаска отзад.
 

ivodoc

Модератор
Модераторски Екип
Ако я разпробие на 6мм, не виждам начин да я "набие" в 5.95.
С посочените от теб размери, може просто да я промуши от другата страна.
В машиностроенето има една дисциплина допуски при сглобки, в която се разглеждат допуските при различните видове сглобки и в зависимост от материала, диаметъра и вида на слобката , се изчисляват размерите.
http://www.google.com/search?q=%D0%B4%D ... lz=1I7GGIK
 

rivan

Редовен Потребител
Сори ,ако съм го подвел,мислех,че пет стотни са нормални,за да влезе без да е хлабаво,сега разбирам,че съм сбъркал.Всъщност по-важното е че втулката е по-лесно да се набие,отколкото на резба,а стругаря би трябвало да знае колко хлабава да я остави. С какви размери трябва да е въпросната втулка?Това упражнение го правих на МП512,но моя стругар си знаеше работата :bravo:
 
A

Anonymous

Гост
сега се връщам от пробни стрелби,пушката е вече доволно точна ,откат пак има но не е като преди,бях сложил по -силна пружина и май ще си върна старата .
преходния отвор е 3мм ,нарязах резба и разпробих болт,после болта го отрязах и го навих в резбата.
значи пушката пак си стана слаба ,но поне е точна .преди с диабло стандарт ги сееше където си ще ,сега стрелях 5 пъти и 3 чашки се застъпваха (това от 10 метра)
профил от кнауф пак не може да пробие ,дори и с дизел ,явно толкова си може пушлето .
та ето практическа проверка какво става с проходния отвор като е голям и малък
интересно ми е ако на накой хасан 125 например се намали леко проходния отвор дали няма да стане с по лек откат и стабилизира скорост....?
 

Alamo

Потребител
Я да поизтупаме малко темата.
Интересни разсъждения, но според мен се изпуска един много важен процес. Потенциалната енергия на пружината се превръща в кинетична на буталото след натискане на спусъка->кинетичната на буталото се превръща в ПОТЕНЦИАЛНА на въздуха - статично налягане на въздуха в цилиндъра-> въпросното статично налягане минава в динамично (закон на Бернули) при преминаване през тесния отвор и след това започва движение на проектила. Без това преобразуване не е възможно бутало със скорост 20м/сек да задвижи проектил с 300м/с.
В тоя ред на мисли ми хрумва една идея - ако преходния отвор е стесняващ се канал(примерно 5мм от към буталото и 2 към цевта) какво ще се получи?
На теория ще се получи увеличаване на скороста на въздуха, от там и на проектила. Възможно е дори канал с профил, като сопло на лавал - скорост по-голяма от 330м/с ако налягането в цилиндъра е достатъчно високо.
 

soundmax

Редовен Потребител
ФТКС
Интересни разсъждения, но според мен се изпуска един много важен процес
Да изпуска се нещо ,че не си прочел една книга за пневматиката май, в началото на страницата има една свали я погледни какво са написали хората на база на изследвания и проби, и после разсъжденията ще се изгладят, защото закона на бернулии не може да се приложи в случая така както разглеждаш има и допълнения от рода на създавящо се налягане което е движещата сила и промени на обема.... няма да се впускам в обяснения ако пак не си съгласен ще ти пообясним къде ти е грешката, а има и книги за пневматична техника там също има много добри обяснения :cheers:
 

Alamo

Потребител
soundmax написа:
Интересни разсъждения, но според мен се изпуска един много важен процес
Да изпуска се нещо ,че не си прочел една книга за пневматиката май,:cheers:

Е поправих си пропуска и открих, че автора на книгата не е прочел доста книги по динамика на флуидите(или ги е забравил, или не иска да пълни главите на хората с глупости).
Закона на Бернули си е валиден в пълна сила. Създаденото високо статично налягане в цилиндъра, преминавайки през изпускателния отвор се трансформира в динамично налягане - след този отвор ние търсим скорост, колкото по-голяма е скороста толкова по-бърз проектил. Това е и причината при разсвредляване на този отвор да пада скороста. Увеличаването на скороста на газа зависи от формата на канала - стесняващ се канал=увеличавана Рдин и падане Рст. Разширяващ се канал=пада Рдин. и се увеличава Рст. и това е валидно до М=1, при М>1 нещата се обръщат на 180гр. Ако канала е цилиндричен скороста ще се увеличи до дадена за това сечение без значение колко е дължината на изпускателния проход (дали е 1мм или 10мм няма значение, единствено при 10мм загубите от триене се увеличават) Друг фактор вличещ на скороста на газа е пада на налягане пред и зад канала. колкото по-голям е толкова по-голяма е скороста
-пояснявам: в първия момент чашката затваря обема плътно и налягането зад отвора е високо, газа минава бавно->създава Рст зад чашката->преодолява се триенето на чашката в цевта->тръгва чашката->пада Пст (увеличава се разликата пред и зад отвора) -> с движение на чашката напред скороста от зад се увеличава до даден момент-критичния пад и критичната скорост(това е максималната скорост която може да се постигне с даденото сечение на отвора и дадения пад на налягане)
моята идея е дебелината на предната стена на цилиндъра да се използва за допълнително ускоряване на газа, като се направи стесняващ се - вместо загуби от триене, ще имаме прираст в скорост.

-слаби моменти в статията - авторът говори за увеличаване на Рст и температурата в цилиндъра при движение на буталото напред, после споменава, че изпускателния канал може да се разглежда като горивна камера при магнум пневматиката, което не е вярно - в този канал става точно обратното - пада нялягането и температурата. Ако има нещо да дизелита то дизелира в цилиндъра и Т и П са максимални, от там на сетне Т пада, без значение, че се вижда пламък даже и при чашката.
-2 слаб момент - авторът споменава за скорости по-големи от тази на звука - това при канал с постоянно сечение е невъзможно да се постигне. Постига се само в Сопло на Лавал.
-3 слаб момент: авторът споменава, че скороста на звука зависи от плътноста и температурата, което не е вярно. Скороста на звука зависи единствено и само от температурата. (формулата е а=корен втори от К*R*Т, където а-местната скорост на звука, К газова константа, R- мисля беше число на Рейнолдс Т температура)

Книгата е писана на база опит. За това зачекнах темата, нека първо поразмишляваме преди да почнем да дупчим, режем и опитваме.
:crazy: :cheers:
 

soundmax

Редовен Потребител
ФТКС
:D Първо да ти се извиня явно си чел книгата а и други книжки с подобна тематика, но в друго предназначение и там идва разликата в знанията и приложимостта им.
Сега ще коментирам само работите с които не съм съгласен, иначе разсъжденията са ти много добри.
-разгледал си случая в който след като премина през малкото сечние на изпусквателния клапан газа отива в камера с друго сечение D=калибъра, и в която се получава налягане (защото скороста на газа е много по-голяма от скорста на чашката)както се повишава и триенето между молекулите на газа и следователно какво става -повишава се налягането, плътноста на газа зад чашката както и температурата, а температурата като се повиша при нагнетяване се разширява и газа и това също влияе допълнително върху налягането както в цилиндъра така и зад чашката, и ето заради това една пушка ти вади различни скорости в различни температури(но да се подчертае че максималното налягането в цилиндъра винаги е по голямо от това което се получава зад чашката). И от тези ми прикаски стигаме до
3 слаб момент: авторът споменава, че скороста на звука зависи от плътноста и температурата, което не е вярно. Скороста на звука зависи единствено и само от температурата. (формулата е а=корен втори от К*R*Т, където а-местната скорост на звука, К газова константа, R- мисля беше число на Рейнолдс Т температура)
вече съм обяснил как температурата е в зависимост от плътността, аз съм чел и една друг книжка на проф. Мамонтов "течение на газа в ..." не си спомням как беше точно, но по неговите методики се смятат газовите камери при оръжията и там също се търси скороста на разпространение на звука и във формулата участва налягането ако държиш ще я намеря и запиша, относно R което си записал не е ли - газова константа R = 3050 кг.см /кг.град или при вас е различно, а К да е показател на адиабатата на газа? Може да е само съвпадение на инициали ;)
-2 слаб момент - авторът споменава за скорости по-големи от тази на звука - това при канал с постоянно сечение е невъзможно да се постигне. Постига се само в Сопло на Лавал.
Тука не можах да те разбера за кое постоянно сечение и ако може да опишеш малко случая, че днес ме мързи да ровя.
Сега няма да коментирам всичко написано от теб, че днес ме боли глава, може и други колеги да искат да кажат нещо. ;) :cheers:
 

Alamo

Потребител
Soundmax нещо не можем да се разберем. Ето я формулата http://bg.wikipedia.org/wiki/Уравнение_на_Бернули
Къде намеси плътност и темература?
Пояснявам: Имаме газ с високо статично налягане и температура в цилиндъра. Това нялягане се удържа отпред от силите на триене на чашката в стените на цевта. Когато налягането стане по-голямо от тези сили чашката започва да се движи напред, обема зад чашката се увеличава=> статичното налягане пада=>започва протичане на газ през малкото сечение (и преди това има протичане, но то е незначително и не е от значение за нас - протича до толкова, че налягането зад чашката да стане равно на налягането в цилиндъра) =>колкото по-напред отива чашката и буталото толкова разликата в статичното налягане пред и зад тясното сечение е по-голяма => скороста на газа се увеличава до момента в който настъпва равновесие (критичен разход на въздух или критичен пад на палягане) при това равновесие чашката не ускорява повече, а се движи с постоянна скорост до напускане на дулния срез. Буталото се движи още малко напред като се стреми да осигури относително постоянно налягане в цилингъра.
Връщам се на малко по-ранен момент - газа минава през тясния отвор и влиза в цевта с по-голм диаметър, при това Пст нараства (спряма канала, но е по-малко от колкото в цилиндъра) от това чисто тепретично би трябвали Т да се увеличи, но това е незначително, тъй като нарастването на П е малко.
Друг момент за който говориш е различната скорост при различни МТО. Пояснявам колкото по-студен е въздуха толкова по плътен е=>влиза повече матрял в цилиндъра =>погледни линка горе и ще видиш динамичното налягане какво представлява и ще си обясниш защо скороста е по-голяма (вярно е също, че освем силите на триене на чашката в нарезите деиства и челното съпротивление от въздуха, което също расте с увеличаване на плътноста, но в много по-малка степен)

Относно постоянното сечение: изпускателния канал е с постоянно сечение нали? примерно отвор със сечение 3мм. Пример: да приемем, че налягането в цилиндъра е 100атм, а от другата страна е атмосферното налягане. Отваряме кранчето, при което газа минавайки през това сечение ще се ускори - динамичното налягане от 0 ще нарастне до определена стойност за сметка на статичното - скороста ще нарастне до 200м/с примерно. Представи си, че канала е профилиран стесняващ се по определен закон в зависимост от П преди и след канала, така без нищо да правиш газа няма да се ускори до 200м/с а до 330м/с (М=1) Разбираш ли? Ако имаш достатъчно налягане и канала е първо стесняващ се, а после разщиряващ се ще се получи скорост над 330м/с

Авторът споменава местна скорост по-голяма от тази на звука, което само по себе си при канал с постоянно сечение е пълна глупост. Местната скорост на звука (тази вътре в канала) може да стане по-голяма от звуковата само в сопло на Лавал - стесняващ се канал после разширяващ се - обясних защо, ако не си разбрал повтарям : при дозвукова скорост газа се ускорява в стесняващо се сечение а налягането пада, при свръхзвукова скорост газа се ускорява в разширяващ се канал, а налягането пада. Ако канала е само стесняващ се и има необходимия пад газа ще се ускори до М=1 и след това сечение щ почне да се забавя, като ще се реализират само загуби.
Това гореописаното съвсем не означава, че неможем да ускорим проектил с М>1 при константен канал, на практика така се получава и доста хора се чудят как става.
Обяснявам: цялата хватка е в температурата и оная формула дето я писах по-горе. температурата в цилиндъта е висока=>местната скорост на звука е висока => газа в тясното сечение е с дозвукова МЕСТНА СКОРОСТ, но проектила се движи спрямо околкия въздух, който е с много по-ниска температура => МЕСТНАТА скорост на звука е по-малка. Така проектила се движи от загрят газ с М<1 местна, но се движи в среда с М>1 също местна.
Относно скороста на звука - може да се представи по 1000 начина в зависимост за какво ти трябва, но от чисто математична и физична гледна точка се стига до чист вид максимално замествания и опростяване до константа * корен втори от температурата => зависи единствено и само от нея. Забрави за налягания плътности и тнт.
 
Нагоре